目前常見的高精度主動(dòng)式重建算法，主要分為：ToF激光雷達(dá)、三維結(jié)構(gòu)光（散斑、線、面）、相位偏折術(shù)、白光干涉儀、共聚焦等算法。在調(diào)研了一圈之后，我發(fā)現(xiàn)：

ToF激光雷達(dá)：由于光的傳播速度很快，所以分辨率較低，很難做到μm級，SLAM導(dǎo)航里用的比較多。

3D結(jié)構(gòu)光：投影編碼圖案、解碼圖案（可以是散斑、線、或者面），再利用雙目相機(jī)拍照，利用三角法進(jìn)行重建，精度可以做到1-100μm，工業(yè)上用的比較多，主要測量漫反射物體。

相位偏折術(shù)：該技術(shù)比較前沿，主要測量鏡面反射物體，通過屏幕投影圖案，相機(jī)拍照，計(jì)算物體表面的梯度，再進(jìn)行梯度積分，獲取物體型面，可以達(dá)到100納米級。

白光干涉儀：相移干涉法使用特定波長范圍內(nèi)的光源來確認(rèn)目標(biāo)面反射光和參考面反射光之間的光干涉，需要復(fù)雜的精密儀器，適用于小視場、高精度的場景，可以達(dá)到亞納米級別。

共聚焦原理：距離不同，物體成像清晰程度不同，通過累積不同焦平面的圖像序列，計(jì)算物體表面形狀。視場同樣較小，精度稍遜于白光干涉儀，但勝在能夠提供全彩圖像。

上面提到的相位偏折術(shù)，到底是什么樣的一種重建技術(shù)呢？

Elon Musk曾表示，"在實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛的過程中，三維重建技術(shù)是不可或缺的一環(huán)。" Facebook的創(chuàng)始人Mark Zuckerberg也指出，"元宇宙時(shí)代的來臨將更加依賴于高度精細(xì)的三維空間表達(dá)。" 這些業(yè)界巨擘的言論無疑為三維重建的未來發(fā)展注入了強(qiáng)大動(dòng)力。

三維重建目前是最為炙手可熱的領(lǐng)域。攝影測量或結(jié)構(gòu)光投影技術(shù)可以解決漫反射重建問題，但卻無法有效應(yīng)對鏡面反射物體（如玻璃、積水、反光物體和汽車車身）等的重建挑戰(zhàn)。三維重建領(lǐng)域研究學(xué)者Kuosheng Jiang曾說：High brightness and high reflectivity are two significant challenges that remain to be addressed in machine vision inspection.因此，采用相位測量偏折術(shù)的方法可以快速而準(zhǔn)確地完成對這些高反射物體的三維測量檢測。

相位測量偏折術(shù)是檢測和重建光滑、反光表面的理想選擇。它采用一個(gè)顯示屏和一個(gè)相機(jī)就可完成測量：顯示屏上顯示一系列黑白條紋，經(jīng)過反射鏡反射后發(fā)生形變，被相機(jī)捕捉。通過對相機(jī)拍攝的變形的條紋進(jìn)行解調(diào)，就可以恢復(fù)鏡面的三維形貌?；诠夥瓷涞?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/機(jī)器視覺/" target="_blank">機(jī)器視覺軟件精確計(jì)算物體表面的不平坦區(qū)域位置。因此，即使是肉眼無法察覺的微小缺陷，如劃痕、凸起、裂紋、凹陷和氣泡，都可以被準(zhǔn)確檢測和定位。

偏折測量術(shù)現(xiàn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于精密測量、車床加工、三維重建等多個(gè)領(lǐng)域放光發(fā)熱，是近年來發(fā)展非常迅速地一個(gè)方向。

審核編輯：黃飛

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